城市给水管网是城市供水系统的重要一环，投资占整个供水系统的50％～80％，随着城市规模的扩大，用户对水质水量的要求不断提高，给水管网的优化设计成为给排水工程界的一项重要课题。本文在当前给水管网优化设计研究成果和遗传算法的基本原理与实现方法的基础上，提出应用一种改进的遗传算法——自适应惩罚遗传算法进行给水管网优化设计。 自适应惩罚函数是在常规惩罚函数的基础之上，采用能够根据每代的解而自适应变化的惩罚因子，使惩罚函数能根据每代的结果自适应的变化。自适应惩罚遗传算法通过对编码方式、选择算子、交叉算子和变异算子等的优化组合以及采用自适应惩罚函数来处理边界约束条件建立了遗传算法模型，使改进后的遗传算法不仅能够有效地保存可行解而且能够充分利用非可行解中的可行部分，使算法能够更加有效地搜索可行的最优解，避免陷入局部最优解。选用节点水头法作为给水管网遗传进化过程中进行管网水力平衡计算的子程序，直接利用计算出的节点压力来确定个体适应度高低，提高了计算效率。 研究表明，自适应惩罚遗传算法更具有全局寻优能力且算法计算效率高，收敛性能好，对给水管网优化设计具有十分重要的意义，在实际工程应用中有很大的参考价值。